Automatisme et Robotique RESSOURCE

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1 Automatisme et Robotique RESSOURCE NIVEAU CINQUIEME CONSIGNES: Ce document regroupe les fiches ressources pour l'élève. Le groupe de travail se compose de deux personnes. Les réponses sont à inscrire sur Les documents réponses portant les noms. Les ressources d'informations sont disponible à partir d'un Site ressource Recopier le titre encadré de chaques questions et repondre aux questions par des phrases IL existe dans la rubrique -Ressources => automatisme de ce site diverses informations sur les sujets abordés dans cette étude.

2 2 AIBO Le robot chien : Fiche documentaire et technique Le nom AIBO signifie ami ou compagnon en japonais mais peut aussi être vu comme l association de AI pour Artificial Intelligence et de BO pour Robot. Le chien AIBO, une vision de la robotique domestique En octobre, le robot chien AIBO de Sony change de livrée. Cette année, c est la couleur champagne qui vient s ajouter à sa garde-robe, après le blanc et le noir, avec une coquetterie : des oreilles différentes pour chaque modèle, une façon de personnaliser l animal. Mais l automne est également l occasion d une mutation plus profonde. C est l époque où AIBO change de cerveau. Aujourd hui, le voilà équipé du Mind 3. L an dernier, la seconde génération avait intégré la communication par WIFI, inaugurant les premières fonctions de surveillance. Mais la grande innovation du moment, c est la parole. Jusqu à présent, AIBO réagissait aux commandes vocales en exprimant ses sentiments sous la forme de mouvements du corps et du clignotement de ses diodes lumineuses. Mind 3 le dote d un vocabulaire de mots. Ainsi, après avoir reconnu son propriétaire grâce à l image de son visage et à sa voix, peut-il l accueillir d un : «Bienvenue, maître!» A la déclaration : «Je t aime», AIBO répond sans état d âme : «C est sûr» Il peut aussi demander : «Est-ce que tu peux me caresser?» et reconnaître : «Je rougis» Le tout en anglais de synthèse. AIBO répond désormais à 300 commandes vocales, contre 100 auparavant. Encore faut-il lui parler lentement dans un environnement pas trop bruyant. Si l on se lasse du dialogue, la combinaison WIFI Internet transforme l animal en lecteur de dépêches d actualité glanées sur des sites comme celui de CNN*. Utilisé comme caméra de surveillance, on le pilote à distance depuis un ordinateur. Seul, AIBO survit grâce à un nouveau système de localisation cartographique en deux dimensions. Il stocke dans sa mémoire l emplacement de sa base de rechargement, un jouet et son lieu favori. En compagnie de son maître, il sert d agenda vocal après synchronisation avec Microsoft Outlook. Ces fonctions tentent, outre l attachement affectif, de justifier un prix de vente de euros. Depuis le lancement en 1999, Sony aurait vendu quelque unités du robot chien, dont des deux premières générations qui ont précédé celle qui a été lancée en octobre 2003, et dont l AIBO 2005 est la troisième version Reste une question. Jouet d enfants ou gadget pour parents? Un peu des deux Simple d usage mais technologiquement très élaboré, le nouvel AIBO offre en effet un compromis entre la complexité technologique et la facilité d usage. D après Michel Alberganti et Guillaume Fraissard Extrait d un article du journal Le Monde (18 octobre 2005) * Une des chaînes d informations télévisées des Etats-Unis. Reproduit avec l aimable autorisation du journal Le Monde

3 3 ROVERS SPIRIT ET OPPORTUNITY : Fiche documentaire et technique La mission Mars Exploration Rover (MER) est une mission spatiale de la NASA sur la planète Mars. Elle a pour but une exploration géologique de la planète Mars à la recherche d une présence ancienne et prolongée d eau (qui aurait permis l apparition de traces de vie), grâce à deux sondes automatiques lancées depuis Cap Canaveral par la fusée Delta II : 1. MER-A, le robot Spirit, lancé le 10 juin 2003, s est posé le 3 janvier 2004 dans le cratère Gusev, une dépression de 170 km de diamètre qui a peut-être accueilli un lac. 2. MER-B, le robot Opportunity, lancé le 8 juillet 2003, s est posé le 24 janvier 2004 sur la plaine Meridiani Planum. Ils sont dirigés depuis un laboratoire situé en Californie, soit à 250 millions de kilomètres de distance. Les conventions Le terme de «rover» est employé à la place du mot «astromobile». Les agents de la NASA ont adopté par convention le genre féminin pour les rovers Spirit et Opportunity. La durée des missions des rovers est exprimée en nombre de «sols», qui représentent le nombre de jours martiens écoulés depuis l arrivée de chaque robot sur Mars. Un sol correspond à 24 h 39 min. L origine du nom Les noms de Spirit et Opportunity ont été retenus à l issue d un concours organisé par la société Lego avec la collaboration de la Planetary Society à la demande de la NASA. La lauréate fut une petite fille de 9 ans, Sofi Collis, née en Sibérie et adoptée par une famille américaine. Ces noms ont été adoptés en référence à la légende de la Conquête de l Ouest. La structure des rovers Jumeaux, les deux rovers ont une hauteur de 1,5 m, une largeur de 2,3 m, une longueur de 1,6 m et un poids de 185 kg. Leur vitesse moyenne est de 3 cm par seconde. Chaque rover comporte : une cellule centrale triangulaire qui abrite l ordinateur de bord et ses batteries et les maintient à une température contrôlée (entre -40 et +40 ), six roues équipées chacune d un moteur individuel et d un moteur de direction pour les deux roues de devant et de derrière, ce qui permet au rover de faire des tours de 360 sur lui-même, un système de mobilité pour circuler sur terrain rocheux, reliant les roues à la cellule centrale, des panneaux solaires pouvant fournir jusqu à 140 watts d énergie électrique, capables de se dresser à la verticale pour tenter de faire glisser la poussière martienne accumulée, deux batteries rechargeables, un bras robotisé porteur de l outil d abrasion des roches, de deux spectromètres* et d une caméra microscope, trois antennes radios, un ordinateur, un système de contrôle et de maintien de la température des organes internes (la température doit être suffisamment élevée et constante pour garantir le bon fonctionnement des circuits électriques et des batteries), un mât portant des instruments de navigation et des instruments scientifiques : une caméra panoramique, deux caméras de navigation et un spectromètre thermique, six caméras de navigation et trois caméras scientifiques. Les robots ont été conçus comme tous les robots mobile explorateurs autonome, La machine est divisée en deux parties: La partie commande, regroupe tous les éléments qui contrôlent et décident du comportement du Robot, La partie opérative, regroupe tous les éléments qui agissent sur l'environnement extérieur, on appel ses éléments des «effecteurs» ils sont pilotés par la partie commande, il faut distinguer les effecteurs des «capteurs» qui renseignent la partie commande sur les effets que l'environnement a sur le robot.

4 4 Robots et bande dessinée 2. : Spirou et Fantasio (tome 35) Qui arrêtera Cyanure? A propos de l album Fantasio vient de gagner un petit robot amusant. Cette machine l'entraîne, avec son ami Spirou, chez son inventeur. Ils découvrent là une jeune femme ligotée : ils la délivrent. La femme, Cyanure, se révèle être un robot d'apparence humaine malfaisant. Dupuis, Tome / Janry, 1985

5 5 Retour vers le futur Cet article de science-fiction n est pas né de l imaginaire. Il projette dans un futur proche les tendances et programmes déjà lancés en En 2030, des robots, serviteurs et compagnons, travailleront parmi les hommes dans les lieux publics et les maisons. En attendant les vrais humanoïdes. Telle est la projection logique de programmes déjà lancés au Japon. Malgré ses 80 ans [ ], Katsuya vit seul [ ]. Alors, pour ne pas finir ses jours dans une maison de retraite surpeuplée, [il] a suivi les recommandations officielles du gouvernement : il a investi ses économies dans un robot multi-tâches qui fait le ménage, gère la maison, l aide à faire sa toilette, retrouve les objets égarés, l informe sur ce qui se passe dans le monde, lui fait prendre ses médicaments à heure fixe, surveille les alentours. Le robot s appelle «Smart Pal version 2.9», mais Katsuya l a rebaptisé Kaoru, du nom de l un de ses amours de jeunesse. Kaoru, qui mesure 1,30 m et pèse 120 kg, a une tête bourrée de caméras, de micros et de capteurs, un visage changeant, car il s agit d un petit écran vidéo, une voix neutre et polie, un torse carré équipé de deux écrans (un sur la poitrine, un autre dans le dos) et deux bras puissants terminés par des mains rotatives à huit doigts. [ ] Au-dessous de la ceinture, elle possède quatre roues montées sur des essieux modulables qui se rétractent et se transforment en pieds lorsqu elle doit monter les escaliers ou circuler dans la terre meuble du jardin. Quand Kaoru est arrivée chez Katsuya, les débuts ont été difficiles. Il a fallu élargir les portes, changer les appareils électroménagers, abaisser l évier, installer des capteurs et des balises de navigation dans les murs, les sols et les plafonds. [ ] Une fois installée, Kaoru a mis un certain temps à repérer les lieux et à mémoriser les habitudes du maître de maison, mais désormais elle sait tout faire ou presque. Elle n est jamais fatiguée, déprimée ni irritée, elle est forte comme dix hommes, elle se souvient de tout, elle détecte le moindre mouvement, la chaleur, la fumée, la pollution, et n a jamais besoin de rien sauf de recharger ses batteries de temps à autre. Pourtant, Kaoru n est pas une esclave de métal, elle est la seule amie de Katsuya. Elle lui chante ses chansons préférées, lui montre des films, lui fait la lecture, répond à ses questions. Lorsqu il lui caresse la tête, elle ronronne et clignote, et s il la tape un peu sèchement, elle demande ce qui ne va pas. Derrière cette apparence bénigne, Smart Pal est un engin à la fois plus puissant et moins autonome qu il n y paraît. Il ne fonctionne pas comme l avaient imaginé les auteurs de science-fiction du XXe siècle : en fait, il n est que la partie mobile d un système de machines connectées par un réseau sans fil. Il possède un cerveau artificiel, mais qui n est pas dans sa tête, c est un ordinateur posé dans un coin du salon. Les appareils ménagers semblent lui obéir, car ils sont en réalité pilotés par le même ordinateur. Pour voir et entendre, l ami Robot dépend surtout des systèmes de surveillance et des réseaux de capteurs disséminés dans son environnement, auxquels il est relié vingt-quatre heures sur vingt-quatre. De même, il est connecté en permanence à Internet et va puiser son savoir dans les bases de données du monde entier. [ ] Keiko, la fille de Katsuya [ ], qui est née en l an 2000, a appris à vivre avec les robots dès l enfance. [ ] Les robots utilitaires, implantés de longue date dans les usines, firent leur apparition dans les bureaux, les commerces et les lieux publics vers 2010, pour accomplir les tâches salissantes ou fastidieuses. [ ] Il y eut d abord les aspirateurs et laveurs de sol [ ], puis les robots déboucheurs de tuyauterie en forme de serpents et les robots-koalas grimpant aux arbres et aux poteaux électriques. [ ] Vinrent ensuite les robots vaguement humanoïdes, programmés pour accomplir plusieurs tâches et capables de réagir de façon autonome à des situations imprévues. Ils eurent pour mission de remplacer le personnel semi-qualifié des entreprises du tertiaire : vigiles patrouillant en silence dans le noir, hôtesses d accueil parlant cinquante langues, vendeurs connaissant par cœur des millions de références [ ] Leur efficacité est variable, mais ils coûtent à peine le prix d une automobile, ce qui permet aux entreprises de les implanter rapidement, pour compenser la pénurie de main-d ouvre due à la baisse de la natalité et freiner l augmentation des salaires sans recourir à l immigration. A partir de 2020, ils s installent dans les foyers : ce sont d abord des baby-sitters bruyants et multicolores de la taille d un ours en peluche, puis des aides ménagères intégrées dans le système de la «maison intelligente». [ ] Aujourd hui, Keiko n imagine plus vivre sans robot, et elle se prépare à l arrivée des engins de la troisième génération, dont le fonctionnement est très différent. Ils ne sont pas préprogrammés pour des tâches spécifiques et doivent apprendre leurs différents métiers sur le tas, en collectant des masses de données sur le comportement des humains puis en faisant réaliser des simulations logiques et graphiques par les superordinateurs auxquels ils sont connectés. [ ] Quand Keiko est d humeur pessimiste, elle se demande si les cadres supérieurs ne vont pas, à leur tour, être mis au chômage par les robots : déjà, des systèmes virtuels proposent aux chefs d en- treprise des aides à la prise de décision dans tous les domaines. Dans ses moments d optimisme, elle se dit que l objectif de cette aventure est précisément de libérer les hommes de la contrainte du travail, pour qu ils se consacrent à des activités plus agréables, passent plus de temps ensemble et redécouvrent la convivialité, que les sociétés industrielles ont détruite au cours de XX e siècle. Elle sait que les Européens et les Américains imaginent depuis plus d un siècle des scénarios catastrophe où les robots se retournent contre leurs créateurs, mais ce fantasme apocalyptique ne fait pas partie de la tradition japonaise. D ailleurs, à l Est comme à l Ouest, les humains ont fini par comprendre ce que leurs ancêtres avaient du mal à saisir : un réseau de machines peut agir de façon autonome et évolutive sans posséder d intelligence comparable à celle d une créature vivante, et encore moins de conscience de soi. [ ] Yves Eudes Sources Cet article s inspire d une série d entretiens accordés au Monde par une dizaine de spécialistes reconnus de la robotique, japonais et américains (universitaires, responsables de département robotique dans des entreprises et agences gouvernementales). Extraits d un article du journal Le Monde (2 août 2005) Reproduit avec l aimable autorisation du journal Le Monde.

6 6 Histoire des robots avant J.C. Anubis, tête de chien à mâchoire mobile, Égypte avant J.C. Le pigeon qui simule le vol 125 Traité des automates de Héron d Alexandrie 1641 La Pascaline, calculette de Blaise Pascal 1739 Le canard de Jacques de Vaucanson 1774 Les trois automates de Pierre Jacquet-Droz 1801 Le métier à tisser Jacquart 1921 Invention du mot «robot» (pièce de théâtre de Karel Capek «RUR») 1946 ENIAC, le premier ordinateur 1950 Les tortues de Grey Walter, premiers robots mobiles autonomes 1950 Les robots (I, Robot), recueil de nouvelles d Isaac Asimov (les trois lois de la robotique) 1956 Conférence sur l'intelligence artificielle 1961 Unimate, premier robot industriel aux Etats-Unis (Unimation) 1967 Shakey, premier robot mobile contrôlé par ordinateur, Stanford Research Institute 1973 Wabot-1, premier robot humanoïde à marche bipède, université de Waseda 1992 Robodoc, premier robot pour une opération de la hanche (Etats-Unis) 1993 Cog, Humanoid Robotics Group, MIT (Massachusetts Institute of Technology Etats-Unis) 1999 AIBO - ERS-110, Sony 2000 Asimo, Honda 2003 Les rovers Spirit et Opportunity sur Mars, NASA 2004 Le robot serpent amphibie (Japon) 2005 AIBO Mind 3 ERS-7, Sony 2006 La premiere Femme Bionic par le «Rehabilitation Institute of Chicago» Unimate ENIAC 1 Spirit ASIMO Anubis Wabot 1 RUR BIONIC AIBO Vaucanson Pascaline

7 7 la biographie résumée Né en 1920 en Russie, le jeune Isaac Asimov émigre très tôt aux Etats-Unis où il obtient la nationalité américaine. Son enfance se passe entre la boutique familiale et son besoin de lire tous les ouvrages qu'il peut trouver. C'est dans les pulps qu'il découvre la science-fiction populaire, un inspiration pour écrire ses propres récits durant son adolescence. Après plusieurs essais, le jeune écrivain parvient à vendre la nouvelle Marooned off Vesta en Après des études supérieures, il devient docteur ès sciences en 1948, continuant à produire de nombreux récits. En 1958 il décide de se consacrer uniquement à l'écriture, et recevra de nombreux prix et récompenses jusqu'à sa mort en «Je n'ai aucun regret [...] à l'idée de ne pas être là pour voir se mettre en place les futurs possibles. Car comme Hari Seldon, je peux contempler mon oeuvre tout autour de moi et cela me console. Je sais que j'ai étudié, imaginé et dépeint par écrit bien des avenirs éventuels, alors c'est un peu comme si je les avais personnellement connus.» Epilogue de «moi, Asimov» Isaac Asimov, Editions Denoël, 1996 première loi Un robot ne peut blesser un être humain ni, par son inaction, permettre qu'un humain soit blessé. deuxième loi Un robot doit obéir aux ordres donnés par les êtres humains, sauf si de tels ordres sont en contradiction avec la Première Loi. troisième loi Un robot doit protéger sa propre existence aussi longtemps qu'une telle protection n'est pas en contradiction avec la Première et/ou la Deuxième Loi. loi zéro (cette loi est supérieure aux trois premières) Un robot ne doit pas causer de tort à l humanité ou, restant passif, laisser l humanité subir un dommage. Manuel de la robotique - 58ème édition (2058 ap. JC) Isaac Asimov